Nyheder

Overvågning af operationssår efter en operation er et vigtigt skridt for at forhindre infektion, såradskillelse og andre komplikationer.

Men når operationsstedet er dybt i kroppen, er overvågningen normalt begrænset til kliniske observationer eller dyre radiologiske undersøgelser, som ofte ikke kan opdage komplikationer, før de bliver livstruende.

Hårde bioelektroniske sensorer kan implanteres i kroppen til kontinuerlig overvågning, men kan muligvis ikke integreres godt med følsomt sårvæv.

For at opdage sårkomplikationer, så snart de sker, har et team af forskere ledet af adjunkt John Ho fra NUS Electrical and Computer Engineering samt NUS Institute for Health Innovation & Technology opfundet en smart sutur, der er batterifri og kan trådløst registrere og overføre information fra dybe kirurgiske steder.

Disse smarte suturer inkorporerer en lille elektronisk sensor, der kan overvåge sårintegritet, gastrisk lækage og vævsmikrobevægelser, samtidig med at de giver helbredende resultater, der svarer til suturer af medicinsk kvalitet.

Dette forskningsgennembrud blev først offentliggjort i det videnskabelige tidsskriftNatur biomedicinsk teknikden 15. oktober 2021.

Hvordan fungerer de smarte suturer?

NUS-teamets opfindelse har tre nøglekomponenter: en silkesutur af medicinsk kvalitet, der er belagt med en ledende polymer for at give den mulighed for at reagere påtrådløse signaler; en batterifri elektronisk sensor; og en trådløs læser, der bruges til at betjene suturen udefra kroppen.

En fordel ved disse smarte suturer er, at deres brug involverer minimal ændring af standard kirurgisk procedure. Under syning af såret føres den isolerende del af suturen gennem det elektroniske modul og sikres ved at påføre medicinsk silikone på de elektriske kontakter.

Hele operationssømmen fungerer så som enradiofrekvens identifikation(RFID) tag og kan læses af en ekstern læser, som sender et signal til den smarte sutur og registrerer det reflekterede signal. En ændring i frekvensen af ​​det reflekterede signal indikerer en mulig kirurgisk komplikation på sårstedet.

De smarte suturer kan læses op til en dybde på 50 mm, afhængigt af længden af ​​de involverede sting, og dybden kan potentielt forlænges yderligere ved at øge suturens ledningsevne eller den trådløse læsers følsomhed.

I lighed med eksisterende suturer, clips og hæfteklammer kan de smarte suturer postoperativt fjernes ved en minimalt invasiv kirurgisk eller endoskopisk procedure, når risikoen for komplikationer er overstået.

Tidlig opdagelse af sårkomplikationer

For at opdage forskellige typer af komplikationer - såsom gastrisk lækage og infektion - har forskerholdet belagt sensoren med forskellige typer polymergel.

De smarte suturer er også i stand til at registrere, om de er gået i stykker eller løsnet sig, for eksempel under dehiscens (såradskillelse). Hvis suturen er brudt, opfanger den eksterne læser et reduceret signal på grund af en reduktion i længden af ​​antennen dannet af den smarte sutur, hvilket advarer den behandlende læge om at handle.

Gode ​​helbredende resultater, sikkert til klinisk brug

I eksperimenter viste holdet, at sår lukket af de smarte suturer og umodificerede, medicinske silkesuturer begge helede naturligt uden væsentlige forskelle, hvor førstnævnte giver den ekstra fordel ved trådløs sensing.

Holdet testede også de polymerbelagte suturer og fandt ud af, at dens styrke og biotoksicitet for kroppen ikke kunne skelnes fra normale suturer, og sikrede også, at de kraftniveauer, der var nødvendige for at betjene systemet, var sikre for den menneskelige krop.

Asst Prof Ho sagde: "I øjeblikket opdages postoperative komplikationer ofte ikke, før patienten oplever systemiske symptomer som smerte, feber eller høj puls. Disse smarte suturer kan bruges som et tidligt alarmværktøj til at sætte læger i stand til at gribe ind, før komplikationen bliver livstruende, hvilket kan føre til lavere genoperationsrater, hurtigere restitution og forbedrede patientresultater."

Videreudvikling

I fremtiden søger holdet at udvikle en bærbar trådløs læser til at erstatte det opsætning, der i øjeblikket bruges til trådløst at udlæse de smarte suturer, hvilket muliggør overvågning af komplikationer selv uden for kliniske omgivelser. Dette kan gøre det muligt for patienter at blive udskrevet tidligere fra hospitalet efter operationen.

Holdet arbejder nu sammen med kirurger og producenter af medicinsk udstyr for at tilpasse suturerne til påvisning af sårblødning og lækage efter gastrointestinal kirurgi. De søger også at øge suturernes operationsdybde, hvilket vil gøre det muligt at overvåge dybere organer og væv.

Leveret afNational University of Singapore